CN110042856A - 一种用于堰塞湖泄流槽机械开挖的沉井及开挖方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于堰塞湖泄流槽机械开挖的沉井及开挖方法,其特征在于,沉井呈立式放置,沉井底部敞开,纵向两侧开口,沉井由骨架、上支撑梁、下支撑梁、围护板、传送装置和安全天井组成,围护板安装在骨架横向两侧及顶部位置,围护板将骨架纵向围成沉井通道,安全天井安装在骨架的顶部并与沉井通道连通,传送装置的传送带纵向设置在沉井通道内,多个沉井通道纵向拼接形成泄流槽通道。开挖方法包括如下步骤:露天浅槽开挖;第一、第二阶段沉井结构安装、立桩打入和挖掘;下支撑梁安装与立桩拔出回收。极大减少土方开挖量,缩短成槽时间。露天放坡开挖的截面是下窄上宽的倒梯形,而沉井式开挖方法的开挖截面是矩形,极大减少断面面积。
Description
技术领域
本发明涉及减灾技术,尤其是一种用于堰塞湖泄流槽机械开挖的沉井及开挖方法。
背景技术
堰塞湖是一种主要由地震、降雨和融冰等原因引起的大规模山体滑坡、崩塌和泥石流等地质灾害在河道中形成堰塞体,堰塞体堵塞河道而蓄水形成湖泊。大型堰塞体高几十米,长几百米,如不及时处理,库水位上涨,不仅淹没上游村镇、道路和农田等,结构松散和稳定性差的堰塞体极可能发生溃坝,对下游造成巨大洪涝灾害,且水位越高,库容量越大,灾害造成的损失越大,所以对这类堰塞湖需进行应急处置,在尽可能短的时间内,排除蓄积的湖水,降低水位,减少损失,消除溃坝风险。
现有主要处置方法有机械开槽引流、***开挖引流、湖水机械抽排、引流冲刷和虹吸抽排等。最常采用的是机械开槽引流,采用机械开挖引流槽***湖水,降低水位,其开挖方法是露天倒梯形断面放坡开挖,需要多台挖掘机以接力的方式进行开挖。这种开挖方法存在多方面不足:一是开挖土方量大,增加了开挖机械数量,延长了开挖时间,耗费了宝贵的抢险处置时间,同时还增加了土体存放困难;二是现场抢险人员存在安全风险,这种风险主要来自山体二次滑坡崩塌和泄流槽人工斜坡的不稳定性;三是泄流过程中,水流对泄流槽的冲刷是随意不可控的,易形成巨大下泄洪峰,危害下游。
发明内容
本发明的目的就是针对现有机械放坡开挖泄流槽技术中存在的不足,提供了一种用于堰塞湖泄流槽机械开挖的沉井及开挖方法,该方法可极大减少土方开挖量、缩短成槽时间、降低抢险人员安全风险和降低下泄洪峰,从而降低堰塞湖带来的风险和损失。本发明尤其适用于由碎石组成的堰塞体。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种用于堰塞湖泄流槽机械开挖的沉井,沉井呈立式放置,沉井底部敞开,纵向两侧开口,沉井由骨架、上支撑梁、下支撑梁、围护板、传送装置和安全天井组成,围护板安装在骨架横向两侧及顶部位置,围护板将骨架纵向围成沉井通道,安全天井安装在骨架的顶部并与沉井通道连通,传送装置的传送带纵向设置在沉井通道内,多个沉井通道纵向拼接形成泄流槽通道。
进一步,所述沉井的横截面分为矩形面和顶部拱形面,矩形面的骨架顶部水平设有上支撑梁,底部水平设有下支撑梁,其中支撑梁的安装顺序为上支撑梁与骨架同步安装,下支撑梁在开挖结束后再安装。
进一步,所述骨架由梁和斜拉杆组成,梁分为立梁、纵向梁和拱梁,其中立梁和拱梁采用连接结构或整体成型。
进一步,沉井还包括安装过程工件立桩,安装过程中,立梁的底部内侧设有立桩,骨架通过立桩入土定位,在开挖结束后,立桩拔除之前再安装下支撑梁。
进一步,每节沉井通道内的同一侧分别设有一套独立的传送装置,传送带纵向设置在围护板和/或骨架内侧,各节传送带之间传送衔接;各节传送带在传送方向上呈向上倾斜,相邻两节在传送方向上呈叠瓦状布置。
一种堰塞湖泄流槽机械开挖方法,采用沉井辅助开挖,该沉井呈立式放置,沉井底部敞开,纵向两侧开口,沉井由骨架、上支撑梁、下支撑梁、围护板、传送装置和安全天井组成,围护板安装在骨架横向两侧及顶部位置,围护板将骨架纵向围成沉井通道,安全天井安装在骨架的顶部并与沉井通道连通,传送装置的传送带纵向设置在沉井通道内,多个沉井通道纵向拼接形成泄流槽通道;在开挖过程中采用立桩定位;
开挖方法包括如下步骤:
S1、露天浅槽开挖;
S2、第一阶段沉井安装即骨架、上支撑梁的安装,以及根据开挖深度安装部分围护板,再立桩打入和开始挖掘;
S3、第二阶段沉井安装即根据开挖深度安装其余围护版、传送装置和安全天井,立桩持续打入和持续挖掘;
S4、下支撑梁安装,立桩拔出回收。
进一步,步骤S1包括以下步骤:
S101、顺河道方向选定底部为碎石砂土断面作为泄流槽开挖线路,线路采用直线或弧度不大的曲线;
S102、露天放坡开挖一条倒梯形断面浅槽,最大槽深以方便挖掘设备将土直接卸载到坡顶为宜,槽底宽度稍大于沉井宽度,槽底两边要求平整;
S103、浅槽完成后,根据沉井长度,将挖掘设备分布在浅槽内备用,挖掘设备包括带破碎锤和振动锤的小型挖掘机,其中最上游的一台挖掘设备面向上游,最下游的一台挖掘设备面向下游,多余的挖掘设备返回堰塞体顶面。
进一步,步骤S2包括以下步骤:
在浅槽内从下游往上游依次安装各节沉井骨架、上支撑梁和侧向的围护板,依据受力条件打入一定数量立桩,每安装完一节,挖掘设备即刻进入其内开始挖掘作业,按挖掘进度和时间要求增加挖掘设备数量和每台挖掘设备的挖掘范围。
进一步,步骤S3包括以下步骤:
在挖掘工作不停顿情况下,依次安装传送装置、剩余围护板和安全天井,为防止外面的土体掉入沉井,围护板和安全天井始终要高出土体顶面,当挖掘设备无法将土体直接卸载到侧向围护板外时,则直接卸载到旁边传送装置上,由传送装置输送到最下游沉井出口处;
挖掘设备在沉井通道内不断向下分层挖掘,立桩持续打入,始终保持一定的入土深度,阻止骨架底部向内横向移动变形,当沉井通道顶棚低于堰塞体顶端面时,用挖掘出来的渣土堆放在顶棚上,增加沉井下沉重量,但堆土高度不能超出安全天井井口。
进一步,步骤S4包括以下步骤:
当沉井通道槽底部接近湖水水面时,将槽底部修整成三角形断面且纵向具有一定坡降,然后挖掘设备从沉井下游出口退出,安装下支撑梁,再拔出立桩回收,最后所有人员回到地面安全地带,整个泄流槽开挖作业结束,等待湖水上升后过流;
在泄流过程中,如果沉井两侧土体被冲刷时,用土体及时回填,阻止沉井外侧堰塞体大规模冲刷和坍塌,确保过流断面宽度限制在沉井范围内,抑制过大下泄洪峰的出现,减轻下游洪灾;
在泄流槽开挖过程中采用立桩控制结构横向变形和位移,在挖掘作业完成后,采用横向支撑梁控制横向变形和位移,使得挖掘设备在沉井内无障碍自由移动。
本发明的有益效果是采用在一种沉井内开挖的方法在堰塞体上开挖泄流槽,使用普通挖掘机在沉井内开挖,掏空沉井脚下土体,沉井在自重和上覆土重作用下自动下沉,挖掘的土体通过传送装置上的传送带运送到堰塞体下游出口处。
本发明具备以下优点:1.极大减少土方开挖量,缩短成槽时间。露天放坡开挖的截面是下窄上宽的倒梯形,而沉井式开挖方法的开挖截面是矩形,极大减少断面面积;2.减少土方外运量。当沉井顶面低于堰塞体顶面时,挖出的土体可直接堆放在沉井顶面,可节省人力和成本;3.整个沉井采用装配式结构,安装速度快,时间短;4.抢险人员在沉井内作业,不受二次滑坡威胁;5.沉井对水流侧向侵蚀具有较大的约束作用,从而抑制泄流槽两侧的冲刷和崩塌,降低洪峰量级,减少洪灾危害;6.挖掘过程中,通过采用立桩而不是横向支撑梁抵抗侧向土压力作用,使挖掘机在作业时能无障碍自由移动,提高挖掘速度。
附图说明
图1为本发明沉井示意图;
图2为堰塞湖泄流槽开挖完成后沉井纵剖面示意图;
图3为图2泄流槽开挖过程中沉井A-B横断面示意图;
图4为图2泄流槽开挖完成后沉井C-D横断面示意图。
图中,1、骨架; 2、围护板; 3、上支撑梁;4、传送装置; 5、安全天井 ;6、立桩; 7、下支撑梁。
具体实施方式
结合以下实施例和附图对本发明作进一步说明,但本实施例仅用于说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制。
某堰塞湖的堰塞(坝)体沿河道方向长180m,顶面宽190m,高出水面56m,中间低两侧高,主要由碎石组成。采用沉井式施工方法开挖泄流槽进行排险,设计泄流槽长180m、宽6m、深15m,沉井采用拱形端面,总高度8m(包括矩形部分高6m和圆拱部分高2m)和宽6m,每节长8m,共23节,合计长184m,有5台挖掘机,每台负责约5节沉井共40m长度范围内土体开挖,配2~3台小型带破碎锤的小型挖掘机,用于孤石破碎和立桩打入,还有2~3台装载机,挖掘机为中型,以三一重工生产的SY225液压履带挖掘机为例,其主要参数有:总宽2980mm,总高(至驾驶室顶棚)3440mm,尾部回转半径2900mm,最大卸载高度6730mm,重22.3吨,标准斗容量1.0m3。小型挖机宽约1900mm。
如图1,图2所示,一种沉井,由骨架1、上支撑梁3、下支撑梁7,围护板2、传送带4和安全天井5组成,上支撑梁3通过铰接固定在骨架1上。
如图2,图3,图4所示,开挖方法主要包括四个步骤:露天浅槽开挖;第一阶段沉井安装(包括骨架、上支撑梁和侧向围护板的安装)、立桩打入和土体挖掘;第二阶段沉井安装(包括其余围护板、传送带和安全天井的安装)、立桩打入和土体挖掘;下支撑梁的安装与立桩拔除回收。以下是具体实施步骤:
S1、挖掘作业人员在堰塞体较低部位用挖掘机和装载机等机械进行露天放坡预开挖一浅槽,一般在顺河道方向选定底部为碎石砂土断面作为泄流槽开挖线路,线路采用直线或弧度不大的曲线;槽底宽6.5m(比沉井宽6m大0.5m,便于沉井安装),槽深约3.0m,两侧斜坡坡比1:1.3,挖掘机直接将土体卸载到坡顶外,槽底平整。成槽后,保留5台用于挖掘的中型挖掘机停放在靠上游的槽内备用,其中最上游一台面向上游停放,其余面向下游停放,还有2~3台小型挖掘机,其他设备离开。与此同时,沉井安装人员在浅槽附近场地准备各类组装构件。
S2、第一阶段沉井安装与挖掘,在浅槽内从下游往上游依次安装各节沉井的骨架1、上支撑梁3和3m高的侧向围护板2,将3m的立桩紧靠骨架1纵梁或横梁或其它固定支架击入土2m,每安装完一节,有一台挖掘机即刻进入沉井内开始挖掘作业,第二节安装好后,第二台挖掘机进入沉井开始作业,当更多沉井安装好后,平均分配每台挖掘机作业范围,最后每台挖掘机负责相邻沉井内土体的挖掘,然后将侧向围护板3均加高到6m,小于挖掘机最大卸载高度6.73m,围护板分两次安装是为了尽快安装好更多沉井,让更多挖掘机投入作业,争取时间。这一阶段挖掘机直接将土卸载到侧向围护板2外。挖掘时,必须将沉井脚下土体挖除掏空,使沉井在自重作用下下沉,同时要不断将立桩6打入土中,始终保持有一定入土深度。
所述沉井,为立式放置,由若干节紧挨排列而成,每节相互独立,下沉时互不影响,各节长度可有所不同,直线槽段长度宜相同,便于构件加工和安装,在转弯处,长度较短。每节沉井由钢骨架1、围护板2、上、下支撑梁3和7、传送带4和顶部安全天井5组成。沉井为拱形横断面,下部矩形部分高6m,上部弧形部分高2m,底部敞口,两侧和顶部有围护板2,上下有支撑梁3和7,一侧一定高度处有叠瓦式排列的传送装置4,顶上有通向外面的安全天井5。
所述骨架1由梁和斜拉杆组成,由型钢焊接或铆接而成,宽6m,可容纳中型和小型挖掘机并排移动,总高8m,其中矩形部分高6m,拱形部分高2m,挖掘机在沉井内可正常从事挖掘工作,钢骨架1在纵向和竖向方向上刚度较大,不易变形。
所述支撑梁包括上、下支撑梁3和7,采用重量较轻抗弯性能较好的格构梁或钢管梁,便于安装,横向铆接在骨架梁上,依据受力要求按一定间距布置,防止在侧向土压力作用下沉井骨架1发生横向变形。上支撑梁3铰接或铆接在6~7m高度处的骨架梁上,以免影响挖掘机挖掘工作,下支撑梁7在整个泄流槽开挖完成挖掘机离开后和立桩6拔除之前,横向水平安装在骨架1纵梁或横梁或其它固定支架上,距离槽底1~2m,减少对泄流影响。
所述围护板2分为侧向围护板和拱顶围护板,为钢板或预制混凝土板,呈长方形板状,焊接或铆接在骨架1上。
所述立桩6为实心或厚壁钢杆,刚度较大不易弯曲,由若干节组成,每节长1~2m,通过螺纹连接,便于打入施工,直径50~150mm,入土端为实心圆锥形,利于贯入,用小型挖机或人工打入,保持竖直状态,如果倾斜较大要拔出重新打入。
挖掘作业分层进行,每层厚度0.4~1.0m。一定要挖除沉井脚下土体,使其处于悬空状态,便于在自重作用下下沉,挖掘一层,下沉一层,沉井两侧下沉距离相同,使结构始基本保持竖直状体,每节沉井下沉深度基本相同。如果下沉困难,立桩可作为反力桩,用千斤顶下压骨架横梁,协助下沉。
S3、在挖掘的同时,进行第二阶段沉井的安装,依次安装传动装置4、拱顶围护板板2和安全天井5。合理安排安装工序,尽量不影响挖掘机作业,当槽底深度未超过6m,即6m高的侧向围护板还高出堰塞体顶面时,挖掘的土体仍然直接卸载到侧向围护板外,再由装载机运走,否则,挖掘的土体由传动装置4输动到下游出口处。
每节沉井均有一个独立的传动装置4并安装在同一侧,最小安装高度为4m,即大于挖掘机驾驶室顶棚高度3.44m,以免影响挖掘机在沉井内移动。
所述传动装置4,由传动带、电机和带滚轮的支架组成,每节沉井有一个独立的传动装置4,通过支架固定在沉井内骨架1左侧(河流左岸侧),随着沉井下沉而下沉,每节传送带在上游端高4m,与沉井端面齐平,下游端高5m,超出沉井端面1.0~1.5m,所有传送带倾斜叠瓦状布置相互衔接,每一节传送带上的土体能直接落到相邻下游一节传送带上,最后输送到最下游一节沉井外,同时,相邻两节传送带重叠部分竖向间隔约1.0m,每节沉井可相对下沉1.0m左右而不受传送带影响。挖掘作业分层进行,每层挖掘厚度0.4~1.0m,并注意保持每节沉井底部高程相差不大,下游可低一些,形成一定的坡降,注意沉井两侧尽量保持相同的下沉深度,使沉井保持竖直状态。
当沉井下沉达到5.5~6m前,就要安装好传动装置4,并安装拱顶围护板2和安全天井5,并始终保持拱顶围护板2和安全天井5高出堰塞体顶面,防止上面的土体掉入沉井。
所述安全天井5,位于沉井顶部与沉井连通与沉井连通,呈周边用钢板围护的筒状,总高度7.5m(稍大于泄流槽设计开挖深度15m减去沉井高度8m),平面上为矩形或圆形或椭圆形,直径或宽2~4m,其内设有安全软梯,是沉井内作业人员的安全通道,每节沉井设一个或多节设一个,当泄流槽开挖过程中遇到大的孤石,除了用小型挖掘机的破碎锤破碎外,也可直接用吊车从安全天井中吊出。在挖掘过程中,如果沉井下沉有困难,可借助立桩为反力桩,用小型千斤顶下压骨架,协助下沉。
沉井不断下沉,槽底高程不断下降,相应的立桩6也要不断锤击贯入,保持一定的入土深度,以便能够抵抗由侧向土压力引起的向内水平推力,防止沉井发生横向变形。当沉井拱顶低于堰塞体顶面时,沉井顶部可堆放土体,但不能高出安全天井5,这样可增加沉井下沉重量,也减少渣土外运。2台小型挖掘机不断将立桩6贯入土中,用挖掘机上带有的破碎锤破碎孤石,遇到特殊的孤石也可***破碎或用吊车从安全天井直接吊出。
S4、当泄流槽底接近湖水水面时,将槽底挖成三角形过水断面。然后,所有挖掘机从最下游沉井口退出到安全地带,给每节沉井安装下支撑梁7,为减少对泄流影响,安装高度离地面约1.5m,可拔除所有立桩6进行回收,至此整个泄流槽的开挖作业结束。
封闭安全天井出口,防止沉井在过流冲刷下沉中土体掉入沉井。
堰塞湖湖水在泄流时,不断冲刷泄流槽底,沉井会因为脚下被掏空而不断下沉,随着槽底高程不断降低,湖水水位不断下降,实现排除险情的目的。同时,当沉井外侧土体被大量冲刷时,及时回填,防止沉井两侧土体无序坍塌,将过水断面宽度控制在沉井内,抑制巨大洪峰出现,减轻下游洪灾。
本发明采用在一种沉井内开挖的方法在堰塞体上开挖泄流槽,使用普通挖掘机在沉井内开挖,掏空沉井脚下土体,沉井在自重和上覆土重作用下自动下沉,挖掘的土体通过传送带运送到堰塞体下游出口处。本发明具备以下优点:1.极大减少土方开挖量,缩短成槽时间。露天放坡开挖的截面是下窄上宽的倒梯形,而沉井式开挖方法的开挖截面是矩形,极大减少断面面积;2.减少土方外运量。当沉井顶面低于堰塞体顶面时,挖出的土体可直接堆放在沉井顶面,不用外运,可节省人力和成本;3.整个沉井采用装配式结构,安装速度快,时间短;4.抢险人员在沉井内作业,不受二次滑坡威胁;5.沉井对水流侧向侵蚀具有较大的约束作用,从而抑制泄流槽两侧的冲刷和崩塌,降低洪峰量级,减少洪灾危害;6.挖掘过程中,通过采用立桩而不是横向支撑梁抵抗侧向土压力作用,使挖掘机在作业时能无障碍自由移动,提高挖掘速度。
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种用于堰塞湖泄流槽机械开挖的沉井,其特征在于,沉井呈立式放置,沉井底部敞开,纵向两侧开口,沉井由骨架、上支撑梁、下支撑梁、围护板、传送装置和安全天井组成,围护板安装在骨架横向两侧及顶部位置,围护板将骨架纵向围成沉井通道,安全天井安装在骨架的顶部并与沉井通道连通,传送装置的传送带纵向设置在沉井通道内,多个沉井通道纵向拼接形成泄流槽通道。
2.根据权利要求1所述的一种用于堰塞湖泄流槽机械开挖的沉井,其特征在于,所述沉井的横截面分为矩形面和顶部拱形面,矩形面的骨架顶部水平设有上支撑梁,底部水平设有下支撑梁,其中支撑梁的安装顺序为上支撑梁与骨架同步安装,下支撑梁在开挖结束后再安装。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于堰塞湖泄流槽机械开挖的沉井,其特征在于,所述骨架由梁和斜拉杆组成,梁分为立梁、纵向梁和拱梁,其中立梁和拱梁采用连接结构或整体成型。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于堰塞湖泄流槽机械开挖的沉井,其特征在于,沉井还包括安装过程工件立桩,安装过程中,立梁的底部内侧设有立桩,骨架通过立桩入土定位,在开挖结束后,立桩拔除之前再安装下支撑梁。
5.根据权利要求1或2所述的一种用于堰塞湖泄流槽机械开挖的沉井,其特征在于,每节沉井通道内的同一侧分别设有一套独立的传送装置,传送带纵向设置在围护板和/或骨架内侧,各节传送带之间传送衔接;各节传送带在传送方向上呈向上倾斜,相邻两节在传送方向上呈叠瓦状布置。
6.一种堰塞湖泄流槽机械开挖方法,其特征在于,采用沉井辅助开挖,该沉井呈立式放置,沉井底部敞开,纵向两侧开口,沉井由骨架、上支撑梁、下支撑梁、围护板、传送装置和安全天井组成,围护板安装在骨架横向两侧及顶部位置,围护板将骨架纵向围成沉井通道,安全天井安装在骨架的顶部并与沉井通道连通,传送装置的传送带纵向设置在沉井通道内,多个沉井通道纵向拼接形成泄流槽通道;在开挖过程中采用立桩定位;
开挖方法包括如下步骤:
S1、露天浅槽开挖;
S2、第一阶段沉井安装即骨架、上支撑梁的安装,以及根据开挖深度安装部分围护板,再立桩打入和开始挖掘;
S3、第二阶段沉井安装即根据开挖深度安装其余围护版、传送装置和安全天井,立桩持续打入和持续挖掘;
S4、下支撑梁安装,立桩拔出回收。
7.根据权利要求6所述的一种堰塞湖泄流槽机械开挖方法,其特征在于,步骤S1包括以下步骤:
S101、顺河道方向选定底部为碎石砂土断面作为泄流槽开挖线路,线路采用直线或弧度不大的曲线;
S102、露天放坡开挖一条倒梯形断面浅槽,最大槽深以方便挖掘设备将土直接卸载到坡顶为宜,槽底宽度稍大于沉井宽度,槽底两边要求平整;
S103、浅槽完成后,根据沉井长度,将挖掘设备分布在浅槽内备用,挖掘设备包括带破碎锤和振动锤的小型挖掘机,其中最上游的一台挖掘设备面向上游,最下游的一台挖掘设备面向下游,多余的挖掘设备返回堰塞体顶面。
8.根据权利要求6所述的一种堰塞湖泄流槽机械开挖方法,其特征在于,步骤S2包括以下步骤:
在浅槽内从下游往上游依次安装各节沉井骨架、上支撑梁和侧向的围护板,依据受力条件打入一定数量立桩,每安装完一节,挖掘设备即刻进入其内开始挖掘作业,按挖掘进度和时间要求增加挖掘设备数量和每台挖掘设备的挖掘范围。
9.根据权利要求6所述的一种堰塞湖泄流槽机械开挖方法,其特征在于,步骤S3包括以下步骤:
在挖掘工作不停顿情况下,依次安装传送装置、剩余围护板和安全天井,为防止外面的土体掉入沉井,围护板和安全天井始终要高出土体顶面,当挖掘设备无法将土体直接卸载到侧向围护板外时,则直接卸载到旁边传送装置上,由传送装置输送到最下游沉井出口处;
挖掘设备在沉井通道内不断向下分层挖掘,立桩持续打入,始终保持一定的入土深度,阻止骨架底部向内横向移动变形,当沉井通道顶棚低于堰塞体顶端面时,用挖掘出来的渣土堆放在顶棚上,增加沉井下沉重量,但堆土高度不能超出安全天井井口。
10.根据权利要求6所述的一种堰塞湖泄流槽机械开挖方法,其特征在于,步骤S4包括以下步骤:
当沉井通道槽底部接近湖水水面时,将槽底部修整成三角形断面且纵向具有一定坡降,然后挖掘设备从沉井下游出口退出,安装下支撑梁,再拔出立桩回收,最后所有人员回到地面安全地带,整个泄流槽开挖作业结束,等待湖水上升后过流;
在泄流过程中,如果沉井两侧土体被冲刷时,用土体及时回填,阻止沉井外侧堰塞体大规模冲刷和坍塌,确保过流断面宽度限制在沉井范围内,抑制过大下泄洪峰的出现,减轻下游洪灾;
在泄流槽开挖过程中采用立桩控制结构横向变形和位移,在挖掘作业完成后,采用横向支撑梁控制横向变形和位移,使得挖掘设备在沉井内无障碍自由移动。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116341210A (zh) * | 2023-02-24 | 2023-06-27 | 武汉大学 | 一种基于微积分思想与险情特征的堰塞坝控泄结构及其优化方法 |
Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB692227A (en) * | 1950-03-11 | 1953-06-03 | Hans Lorenz | Process for the production and sinking of caissons of any desired form |
JPH09144038A (ja) * | 1995-11-24 | 1997-06-03 | Okumura Corp | 水中構造物の構築方法 |
JP2001226993A (ja) * | 2000-02-17 | 2001-08-24 | Hiroshi Saito | 地下室の潜函工法に用いられる地盤改良方法及び地盤改良装置 |
EP1426495A2 (de) * | 2002-12-02 | 2004-06-09 | Tief- und Baugeräte GmbH & Co. KG | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Tunnels oder eines Troges |
JP3554933B1 (ja) * | 2003-06-20 | 2004-08-18 | 大成建設株式会社 | 水底トンネルの構築方法 |
KR20050027342A (ko) * | 2003-09-15 | 2005-03-21 | 배석동 | 수밀케이슨의 굴진장비 및 이를 이용한 수밀케이슨의침설방법 |
JP2008025225A (ja) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Shimizu Corp | ケーソン沈下工法およびケーソン沈下管理システム |
CN102635124A (zh) * | 2012-04-23 | 2012-08-15 | 浙江省建工集团有限责任公司 | 一种针对软土地区大型沉井的施工方法 |
CN104005419A (zh) * | 2014-06-23 | 2014-08-27 | 洛阳城市建设勘察设计院有限公司 | 下沉法施工的箱涵构造及施工方法 |
CN106013053A (zh) * | 2016-05-23 | 2016-10-12 | 江苏东合南岩土科技股份有限公司 | 一种用于建造地下车库沉井的钢板桩支护施工方法 |
CN106284411A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-01-04 | 河南城建学院 | 下沉式地铁车站开挖方法 |
KR20170017194A (ko) * | 2015-08-05 | 2017-02-15 | 김용여 | 경량의 복공판과 받침대를 매개로 한 개착식 흙막이 가시설 및 이 시공 공법 |
CN207974146U (zh) * | 2017-12-20 | 2018-10-16 | 中南大学 | 一种浅埋综合管廊工程一体化施工装置 |
CN109163143A (zh) * | 2018-10-18 | 2019-01-08 | 中国冶集团有限公司 | 一种装配式顶管工作沉井及利用其的施工方法 |
CN109236320A (zh) * | 2018-09-05 | 2019-01-18 | 首钢滦南马城矿业有限责任公司 | 一种地下硐室施工方法 |
CN209941712U (zh) * | 2019-05-07 | 2020-01-14 | 东华理工大学 | 一种用于堰塞湖泄流槽机械开挖的沉井 |
-
2019
- 2019-05-07 CN CN201910373891.8A patent/CN110042856B/zh active Active
Patent Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB692227A (en) * | 1950-03-11 | 1953-06-03 | Hans Lorenz | Process for the production and sinking of caissons of any desired form |
JPH09144038A (ja) * | 1995-11-24 | 1997-06-03 | Okumura Corp | 水中構造物の構築方法 |
JP2001226993A (ja) * | 2000-02-17 | 2001-08-24 | Hiroshi Saito | 地下室の潜函工法に用いられる地盤改良方法及び地盤改良装置 |
EP1426495A2 (de) * | 2002-12-02 | 2004-06-09 | Tief- und Baugeräte GmbH & Co. KG | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Tunnels oder eines Troges |
JP3554933B1 (ja) * | 2003-06-20 | 2004-08-18 | 大成建設株式会社 | 水底トンネルの構築方法 |
KR20050027342A (ko) * | 2003-09-15 | 2005-03-21 | 배석동 | 수밀케이슨의 굴진장비 및 이를 이용한 수밀케이슨의침설방법 |
JP2008025225A (ja) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Shimizu Corp | ケーソン沈下工法およびケーソン沈下管理システム |
CN102635124A (zh) * | 2012-04-23 | 2012-08-15 | 浙江省建工集团有限责任公司 | 一种针对软土地区大型沉井的施工方法 |
CN104005419A (zh) * | 2014-06-23 | 2014-08-27 | 洛阳城市建设勘察设计院有限公司 | 下沉法施工的箱涵构造及施工方法 |
KR20170017194A (ko) * | 2015-08-05 | 2017-02-15 | 김용여 | 경량의 복공판과 받침대를 매개로 한 개착식 흙막이 가시설 및 이 시공 공법 |
CN106013053A (zh) * | 2016-05-23 | 2016-10-12 | 江苏东合南岩土科技股份有限公司 | 一种用于建造地下车库沉井的钢板桩支护施工方法 |
CN106284411A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-01-04 | 河南城建学院 | 下沉式地铁车站开挖方法 |
CN207974146U (zh) * | 2017-12-20 | 2018-10-16 | 中南大学 | 一种浅埋综合管廊工程一体化施工装置 |
CN109236320A (zh) * | 2018-09-05 | 2019-01-18 | 首钢滦南马城矿业有限责任公司 | 一种地下硐室施工方法 |
CN109163143A (zh) * | 2018-10-18 | 2019-01-08 | 中国冶集团有限公司 | 一种装配式顶管工作沉井及利用其的施工方法 |
CN209941712U (zh) * | 2019-05-07 | 2020-01-14 | 东华理工大学 | 一种用于堰塞湖泄流槽机械开挖的沉井 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
杨兴国;李海波;廖海梅;徐昊;徐富刚;周家文;: "滑坡-堰塞湖应急处理与引流泄水优化技术", 工程科学与技术, no. 03, pages 100 - 109 * |
王琳;李守义;于沭;杜效鹄;邓刚;: "红石岩堰塞湖应急处置的关键技术", 中国水利水电科学研究院学报, no. 04, pages 46 - 51 * |
颜宇琪等: "弃土场地区边坡支护方案选型研究", 土工基础, no. 1, pages 13 - 16 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116341210A (zh) * | 2023-02-24 | 2023-06-27 | 武汉大学 | 一种基于微积分思想与险情特征的堰塞坝控泄结构及其优化方法 |
CN116341210B (zh) * | 2023-02-24 | 2024-05-28 | 武汉大学 | 一种基于险情特征的堰塞坝控泄结构及其优化方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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